低氧条件下照射小鼠Lewis肺癌实体瘤的实验研究
军医进修学院学报2000年第21卷第1期
冯林春 王所亭 陈国雄 崔书祥 于国 王秋华 刚颖 欧光明
摘 要：目的：观察低氧条件下照射小鼠Lewis肺癌实体瘤后肿瘤及皮肤的变化。方法：在低氧条件下单次照射荷瘤小鼠瘤体。结果：照射后低氧组与常氧组肿瘤变化的差异无显著意义，但低氧组皮肤反应程度明显轻于常氧组。结论：低氧条件下对肿瘤的保护作用不明显，而对正常皮肤有一定放射防护作用。
关键词：低氧；Lewis肺癌；实体瘤；小鼠；实验研究
作者观察了低氧条件下照射小鼠Lewis肺癌实体瘤后肿瘤的再生长延缓程度、肿瘤周围受照射的正常皮肤放射反应以及肿瘤的病理变化。结果表明，单次照射后低氧组与常氧组肿瘤的再生长延缓程度无显著差异(P＞0.05)，低氧组皮肤反应程度明显轻于常氧组(P＜0.05)，照射后14 d两组肿瘤的病理变化无明显差异。说明低氧对肿瘤的保护作用不明显，而对正常皮肤有一定的放射防护作用。
1 材料和方法
1.1 动物 18～22 g c57 BL/6J小鼠，由军事医学科学院实验动物中心提供。Lewis肺癌实体瘤种鼠来自中科院药物研究所。小鼠购进后在我院医学动物实验中心饲养。饲养条件为室温：22～28 ℃，相对湿度40%～70%，标准颗粒饲料喂养。
1.2 肿瘤接种 将种鼠断颈处死后，在无菌条件下分离出生长良好的肿瘤组织，用0.9% 生理盐水洗净血性物后，用天平称重。剪碎后按1g肿瘤组织加入4ml 0.9%生理盐水的比例，经砚磨成均浆后制成瘤细胞悬液(肿瘤细胞数为2.8×106/ml)。将0.2ml的瘤细胞悬液接种到健康小鼠右后大腿下 1/3背侧皮下。接种后1周左右，肿瘤体积为 (0.65±0.01) cm3，随机分组进行实验。
1.3 照射方法 光子照射用美国Varian Clinac 1800直线加速器产生的8 MVX结进行照射。将小鼠(包括空白对照组小鼠)用乙醚麻醉后，用胶布固定在固定板上。在瘤体上放2cm填充物，SSD(源皮距)为100cm。照射野均为3.0cm×2.5cm，两组小鼠均放在密闭的容器内进行照射。低氧组在照射前2min通入10.5%的低氧气体，常氧组通入空气。小鼠均在清醒状态下照射。
1.4 实验分组 将已接种好肿瘤的小鼠随机分成11组，每组10只(表1)。
表1 实验分组及照射剂量
| 组 别 |
照射剂量(Gy) |
组 别 |
照射剂量(Gy) |
| 常氧组Ⅰ |
3 |
低氧组Ⅰ |
3 |
| 常氧组Ⅱ |
6 |
低氧组Ⅱ |
6 |
| 常氧组Ⅲ |
9 |
低氧组Ⅲ |
9 |
| 常氧组Ⅳ |
12 |
低氧组Ⅳ |
12 |
| 常氧组Ⅴ |
15 |
低氧组Ⅴ |
15 |
| 空白对照组 |
0 |
|
|
1.5 实验结果的评价
1.5.1 测量肿瘤大小 自实验之日起，隔日用电子数显卡尺测量每只小鼠腿部肿瘤的两个垂直直径。用Steel公式：长×宽2/2计算肿瘤体积。
1.5.2 实验后两周断颈处死小鼠并称瘤重，取其平均数；并根据下面公式计算各组瘤重抑制率：
1.5.3 病理学检查 观察期满后，将肿瘤标本取出，用10%甲醛固定，常规切片HE染色，并进行观察。
1.5.4 观察皮肤 观察各实验组照射野内皮肤的放射反应。
2 结 果
2.1 各实验组肿瘤体积变化 见表2。实验前各组肿瘤体积为0.64～0.66cm3，各组肿瘤体积无明显差异(P＞0.05)。
表2 实验前后肿瘤体积变化表(
±s，V/cm3)
| 组 别 |
实验前
肿瘤体积 |
实验后肿瘤体积 |
| 2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
| 空白对照组 |
0.65±0.14 |
1.74±0.23 |
2.73±0.41 |
3.65±0.41 |
4.85±0.44 |
6.21±0.39 |
7.40±0.47 |
8.46±0.56 |
| 低氧组Ⅰ |
0.65±0.23 |
1.21±0.22 |
1.77±0.27 |
2.32±0.31 |
2.87±0.27 |
3.35±0.36 |
4.01±0.40 |
4.89±0.38 |
| 常氧组Ⅰ |
0.64±0.18 |
1.12±0.28 |
1.63±0.24 |
2.14±0.20 |
2.67±0.29 |
3.22±0.31 |
3.68±0.23 |
4.45±0.33 |
| 低氧组Ⅱ |
0.66±0.21 |
1.17±0.27 |
1.51±0.31 |
2.09±0.29 |
2.66±0.31 |
2.98±0.23 |
3.29±0.29 |
4.34±0.35 |
| 常氧组Ⅱ |
0.65±0.31 |
1.02±0.31 |
1.44±0.27 |
1.93±0.14 |
2.26±0.22 |
2.62±0.36 |
3.01±0.26 |
3.97±0.37 |
| 低氧组Ⅲ |
0.65±0.08 |
0.95±0.25 |
1.40±0.19 |
1.91±0.28 |
2.09±0.21 |
2.46±0.24 |
2.81±0.24 |
3.62±0.29 |
| 常氧组Ⅲ |
0.64±0.12 |
1.91±0.36 |
1.27±0.29 |
1.72±0.41 |
1.88±0.31 |
2.22±0.28 |
2.56±0.21 |
3.16±0.38 |
| 低氧组Ⅳ |
0.65±0.21 |
0.89±0.17 |
1.19±0.19 |
1.56±0.27 |
1.79±0.33 |
2.05±0.16 |
2.31±0.19 |
2.91±0.25 |
| 常氧组Ⅳ |
0.65±0.18 |
0.78±0.28 |
0.89±0.31 |
1.41±0.28 |
1.67±0.26 |
1.91±0.32 |
2.18±0.28 |
2.75±0.27 |
| 低氧组Ⅴ |
0.66±0.25 |
0.74±0.25 |
1.10±0.21 |
1.36±0.31 |
1.65±0.19 |
1.80±0.27 |
2.01±0.13 |
2.60±0.24 |
| 常氧组Ⅴ |
0.66±0.21 |
0.75±0.19 |
0.82±0.26 |
1.12±0.22 |
1.50±0.28 |
1.64±0.21 |
1.38±0.16 |
2.39±0.26 |
照射后2d、4d、6d、8d、10d、12d、14d两组中相对应的剂量组之间肿瘤体积的差异无显著意义(P值均大于0.05)。
2.2 病理学检查
2.2.1 肿瘤重量 各组小鼠在实验后两周断颈处死，分离出肿瘤组织并称重(见表3)。
表3 各组肿瘤生理及瘤重抑制率
| 组 别 |
肿瘤重量(g) |
瘤重抑制率(%) |
| 空白对照组 |
5.63±0.36 |
|
| 常氧组Ⅰ |
3.99±0.18 |
29.16 |
| 低氧组Ⅰ |
4.17±0.12 |
25.93 |
| 常氧组Ⅱ |
3.78±0.15 |
32.86 |
| 低氧组Ⅱ |
3.93±0.17 |
30.20 |
| 常氧组Ⅲ |
3.45±0.16 |
38.72 |
| 低氧组Ⅲ |
3.65±0.14 |
35.17 |
| 常氧组Ⅳ |
3.29±0.16 |
41.56 |
| 低氧组Ⅳ |
3.36±0.11 |
40.32 |
| 常氧组Ⅴ |
3.13±0.17 |
44.40 |
| 低氧组Ⅴ |
3.22±0.13 |
42.81 |
在照射相同剂量后，低氧组与常氧组肿瘤重量的差异无显著意义(P值均大于0.05)。
2.2.2 大体标本所见 纵切肿瘤标本，各组肿瘤内均有液化、坏死，且随照射剂量的增加，液化、坏死程度加重。
2.2.3 光镜下改变 照射后14d，在光镜下主要观察了肿瘤坏死、出血、癌细胞退变、癌细胞不完全坏死程度，以及肿瘤内血管增生、炎细胞浸润的程度。两组在相同照射剂量点上的病理改变基本一致，差异无显著性(见表4)。
表4 三种方式照射后肿瘤病理改变
| 组 别 |
坏 死 |
不完全坏死 |
出 血 |
血管增生 |
炎 症 |
| 常氧组Ⅰ |
＋～ |
＋ |
＋ |
＋～ |
＋ |
| 低氧组Ⅰ |
＋～ |
＋ |
＋ |
＋ |
＋ |
| 常氧组Ⅱ |
～ |
|
＋ |
|
＋ |
| 低氧组Ⅱ |
+～ |
+～ |
＋ |
+～ |
＋ |
| 常氧组Ⅲ |
～ |
|
＋ |
|
＋ |
| 低氧组Ⅲ |
～ |
|
＋ |
|
＋～ |
| 常氧组Ⅳ |
～ |
～ |
＋ |
～ |
＋ |
| 低氧组Ⅳ |
～ |
|
＋ |
|
＋ |
| 常氧组Ⅴ |
|
～ |
＋～ |
|
＋ |
| 低氧组Ⅴ |
～ |
～ |
＋ |
|
＋ |
| 空白对照组 |
-～+ |
-～+ |
-～+ |
- |
- |
注：“-”表示无变化；“+”表示散在或轻度改变；“”表示局灶性改变或中度改变；“
”表示大片状或重度改变2.3 两组照射野内皮肤反应 见表5。各实验组在照射后表面皮肤充血，随照射剂量的增加，皮肤反应逐渐加重。低氧组皮肤反应明显轻于常氧组(P＜0.05)。
表5 两组皮肤反应
| 组 别 |
干性反应 |
% |
湿性反应 |
% |
| 低氧组 |
13/50 |
26 |
9/50 |
18 |
| 常氧组 |
24/50 |
48 |
19/50 |
38 |
3 讨 论 70年代末期，前苏联创立了低氧放射疗法，利用吸入低浓度氧后，正常组织和肿瘤组织氧分压下降所表现出来的时间差和压力差的不同，达到保护正常组织、提高肿瘤局控率的目的［1］。近年来我国也开展了低氧放疗的基础及临床研究，取得了一定的成绩［2～5］。
作者对小鼠Lewis肺癌实体瘤低氧放疗进行了实验观察，结果表明，低氧组肿瘤周围受照射皮肤反应明显轻于常氧组(P＜0.01)，而在肿瘤再生长延缓方面，低氧组和常氧组的差异无显著意义(P＞0.05)。根据大量的肿瘤治疗临床观察，肿瘤复发、再生长的延缓及患者的生存时间，是临床观察治疗效果的常规指标。本实验评价指标之一，是观察肿瘤再生长延缓的程度，该方法简便易行，是实验肿瘤研究中较实用的观察肿瘤生长特性的指标，经常用于观察实验肿瘤对各种治疗措施的疗效，评价各种影响肿瘤治疗措施或药物的效价［6～8］。
在肿瘤再生长延缓及照射后14d肿瘤的重量方面，两组在各个相对应不同剂量点上，肿瘤的体积及重量的差异无显著意义。但低氧组肿瘤的体积及重量都略高于常氧组；从肿瘤病理上看，虽然两组在照射后相应剂量点上肿瘤细胞的坏死、不完全坏死及肿瘤内血管增生等方面无显著差异，但低氧组在上述各方面的变化都略轻于常氧组。以上三个方面均证实了低氧对肿瘤组织有一定的放射防护作用，但无显著差异，与文献报告相一致。
在皮肤反应方面，无论是干性反应，还是湿性反应，低氧组都明显轻于常氧组，两组的差异均有统计学意义。说明低氧对肿瘤周围正常组织有肯定的放射防护作用。
从本实验结果可以看出，低氧对肿瘤及其周围受照射正常组织均有保护作用，但对正常组织的保护程度明显高于对肿瘤的保护程度。作者认为如何最大限度地提高低氧对肿瘤周围正常组织的防护作用，减少对肿瘤组织的防护作用，是低氧放疗应解决的主要问题之一。■
作者简介：冯林春，男，1964-02-06生，吉林省长春市人，汉族，1987年第二军医大学毕业，1995年军医进修学院硕士毕业，解放军总医院放射治疗科主治医师，发表论文16篇。电话：(010)66939296
作者单位：冯林春（解放军总医院放射治疗科，北京 100853；）
王所亭（解放军总医院放射治疗科，北京 100853；）
陈国雄（解放军总医院放射治疗科，北京 100853；）
崔书祥（解放军总医院放射治疗科，北京 100853；）
王秋华（解放军总医院放射治疗科，北京 100853；）
刚颖（解放军总医院放射治疗科，北京 100853；）
欧光明（解放军总医院放射治疗科，北京 100853；）
于国（解放军总医院病理科）
参考文献：
［1］贺登焰综述.低氧的放射生物学效应及低氧放射疗法［J］.中国放射肿瘤学，1988，2(1)：46-47.
［2］刘新帆，王 争，杨伟志等.低氧照射对小鼠亚临床癌灶致肺转移能力的生物效应［J］.中华放射肿瘤学杂志，1992，1(2)：116-118.
［3］刘新帆，殷蔚伯，谷铣之等.低氧放疗及其临床适应证推断［J］.中华肿瘤杂志，1993，15(6)：468-470.
［4］冯林春，陈国雄，王所亭等.我国低氧放疗的现状［J］.军医进修学院学报，1996，17(1)：67-68.
［5］冯林春，王所亭，陈国雄等.低氧照射小鼠胸腔后气管及食管的病理改变［J］.临床肿瘤学杂志，1996，1(1)：8-10.
［6］Mcnally N J, Shenldon P W. The effect of radiation on tumor grouth delay, cell survial and cure of the animal using asingle tumor system［J］. Brit J radiol, 1977，50:321-324.
［7］Denekamp J. Experimental tumor systems: standardization of endpoint［J］.Int j Radiat Oncol Biol Phys, 1979，5:1175-1179.
［8］Mcnally N J. A comparison of the effects of radiation on tumor growth delay and cell survival. The effect of oxygen ［J］. Brit J Radiol, 1973，46:450-453.
用户登录 
新用户注册